Современный мир все больше зависит от связи между электронными устройствами — от умных сетей до интернета вещей. Исследователи из Университета Оттавы придумали, как передавать и энергию, и данные по обычному оптическому волокну на большие расстояния, даже в самых суровых условиях.

Результаты опубликованы в издании Cell Reports Physical Science.

Раньше в таких системах большая часть лазерного света терялась, но теперь ученые создали многослойные фотонные преобразователи, которые превращают свет в электричество с рекордной эффективностью — больше 53%. Это значит, что по одному и тому же волокну можно и питать устройства, и передавать данные на километры, где раньше это было невозможно.

Многослойный (multi-junction) фотонный преобразователь — устройство, где несколько слоев полупроводников улавливают свет на разных длинах волн, как бутерброд, повышая КПД.

Теперь мы можем запитывать датчики в умных сетях без риска, что их спалит молния, или передавать энергию на подводные сенсоры, не опасаясь искр в опасных средах, — объясняет профессор Карин Хинцер.

Где это пригодится

• Датчики на лопастях ветряков, которым не страшны грозы.
• Безопасные системы замера топлива в самолетах.
• Подводные камеры и сенсоры для интернета вещей.

Исследование решает ключевую проблему: как обеспечить энергией удаленные устройства без прокладки дополнительной инфраструктуры. Например, датчики на нефтяных вышках или в Арктике смогут работать годами без замены батарей. Для телекома это снизит затраты на обслуживание вышек, а для IoT — ускорит развертывание сетей в труднодоступных местах.

Пока технология работает в лаборатории, но ее коммерческая реализация потребует решения вопросов с теплоотводом (многослойные структуры греются) и стоимостью производства — полупроводниковые материалы для таких преобразователей дороги.

Ранее ученые поведали, как форма материала заменяет мощные лазеры.